Silicen: Schicht aus 1 Atomlage Silizium dank Sauerstoff-Schere

1. August 2016, 13:02 Uhr
Hochvakuum für Silicen übertrifft den Raum in der Höhe der ISS um den Faktor 100. Bild: University of Wollongong.
Hochvakuum für Silicen übertrifft den Raum in der Höhe der ISS um den Faktor 100. Bild: University of Wollongong.
Das Wundermaterial der Zukunft kommt womöglich aus der Hexenküche des ISEM (Institute for Superconducting and Electronic Materials, Australien): Das sogenannte Silicen ist die dünnste denkbare Schicht aus kristallinem Silizium, da sie nur 1 Atomlage stark ist. Der Vorteil: In Silicen bewegen sich die Elektronen mit wenig Energie ultraschnell, was neue, kleine, flexible und stromsparende Elektronik verspricht.

Bislang ließ man Silicen als Schicht auf einer Metalloberfläche aufwachsen, ohne einen Weg gefunden zu haben, die Siliziumschicht wieder vom Metall trennen zu können. Die Forscher haben nun ein Verfahren zur Trennung mit Hilfe von Sauerstoff unter Hochvakuum ersonnen und stellen somit erstmals freies Silicen für die praktische Verwendung zur Verfügung.

Die resultierenden Silicen-Schichten können anschließend auf einem Isolator aufgebracht und weiter zu aktiven Schaltkreisen verarbeitet werden. Silicen ähnelt formal Graphen, das aus einer einlagigen Schicht aus Kohlenstoffatomen besteht und Elektronen ebenfalls ultraschnell leitet. Anders als Graphen kann man aber bei Silicen die Leitfähigkeit technisch beeinflussen und so aktive Bauteile wie Transistoren damit realisieren. Im Gegensatz zu Graphen ist also bei Silicen die Kompatibilität mit existierender Silizium-Elektronik gegeben.

Ergebnisse dieser Forschungsprojekte wurden in der Fachzeitschrift Science Advances vorgestellt.
 
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